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//  main.c
//  bank
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//  Created by MAC on 2017/12/16.
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int max[5][3];
int allocation[5][3];
int need[5][3];
int available[3];
int request[5][3];
char *finish[5];
int safe[5];
int n,i,m;
int k=0;
int flag=0;
int work[3];
int works[5][3];

void input(void);       //输入银行家算法起始各项数据
void output(void);      //输出系统现有资源情况
void change(void);      //当Request[i,flag]<=Available[flag]时，系统把资源分配给进程P[i]，Available[flag]和Need[i,flag]发生改变
void outputsafe(void);  //输出安全序列的资源分配表
int check(void);        //安全性算法

int main()
{
    int flag=0;
    for (;flag==0;)     //确认输入数据的正确性，若输入错误，重新输入
    {
        input();
        printf("以下为进程资源情况，请确认其是否正确：\n");
        output();
        printf("数据是否无误：\n正确：输入1\n错误：输入0\n请输入：");
        scanf("%d",&flag);
    }

    printf("数据确认无误，算法继续。\n");
    if (check()==0)     //若check函数返回值为0，表示输入的初始数据找不到安全序列，无法进行下一步，程序结束
        exit(0);
    for(;flag==1;)     //当有多个进程请求资源时，循环开始
    {
        printf("请输入请求资源的进程i(0、1、2、3、4)：");  //输入发出请求向量的进程及请求向量
        scanf("%d",&i);
        printf("请输入进程P%d的请求向量Request%d：",i,i);
        for(n=0;n<3;n++)
            scanf("%d",&request[i][n]);
        for (;request[i][0]>need[i][0] || request[i][1]>need[i][1] || request[i][2]>need[i][2];) //若请求向量大于需求资源，则认为是输入错误，要求重新输入
        {
            printf("数据输入有误，请重试！\n请输入进程P%d的请求向量Request%d：",i,i);
            for(n=0;n<3;n++)
                scanf("%d",&request[i][n]);
        }
        if(request[i][0]<=available[0] && request[i][1]<=available[1] && request[i][2]<=available[2])  //判断系统是否有足够资源提供分配
        {
            printf("系统正在为进程P%d分配资源……\n",i);
            change();    //分配资源
            flag=0;
        }
        else
            printf("系统没有足够的资源，进程P%d需要等待。\n",i);
        if (flag==0)   //flag=0表示系统有足够资源分配的情况
        {
            printf("当前系统资源情况如下：\n");  //输出分配资源后的系统资源分配情况
            output();
            if(check()==0)    //若找不到安全系列，则之前的资源分配无效
            {
                printf("本次资源分配作废，恢复原来的资源分配状态。\n");
                for (m=0;m<3;m++)    //恢复分配资源前的系统资源状态
                {
                    available[m]+=request[i][m];
                    allocation[i][m]-=request[i][m];
                    need[i][m]+=request[i][m];
                }
                output();     //输出系统资源状态
            }
        }
        printf("是否还有进程请求资源？\n是：输入1\n否：输入0\n请输入：");
        scanf("%d",&j);      //若还有进程请求资源，flag=1，之前的for循环条件满足
    }
    return 0;
}

void input()  //输入银行家算法起始各项数据
{
    for (n=0;n<5;n++)
    {
        printf("请输入进程P%d的相关信息：\n",n);
        printf("Max:");
        for (m=0;m<3;m++)
            scanf("%d",&max[n][m]);
        printf("Allocation:");
        for (m=0;m<3;m++)
            scanf("%d",&allocation[n][m]);
        for (m=0;m<3;m++)
            need[n][m]=max[n][m]-allocation[n][m];
    }
    printf("请输入系统可利用资源数Available:");
    for (m=0;m<3;m++)
        scanf("%d",&available[m]);
}

void output()  //输出系统现有资源情况
{
    printf("\n");
    printf("资源情况    Max     Allocation    Need      Available\n");
    printf("进程      A  B  C    A  B  C     A  B  C     A  B  C\n");
    printf("\n");

    for(n=0;n<5;n++)
    {
        printf("P%d%9d%3d%3d%5d%3d%3d%6d%3d%3d",n,max[n][0],max[n][1],max[n][2],allocation[n][0],allocation[n][1],allocation[n][2],need[n][0],need[n][1],need[n][2]);
        if (n==0)
            printf("%6d%3d%3d\n",available[0],available[1],available[2]);
        else
            printf("\n");
    }
    printf("\n");
}

void change()   //当Request[i,j]<=Available[j]时，系统把资源分配给进程P[i]，Available[j]和Need[i,j]发生改变
{
    for (m=0;m<3;m++)
    {
        available[m]-=request[i][m];
        allocation[i][m]+=request[i][m];
        need[i][m]-=request[i][m];
    }
}

void outputsafe()   //输出安全序列的资源分配表
{
    printf("该安全序列的资源分配图如下：\n");
    line();
    printf("资源情况   Work       Need    Allocation Work+Allocation  Finish\n");
    printf("进程      A  B  C    A  B  C    A  B  C     A  B  C\n");
    line();
    for(n=0;n<5;n++)
        printf("P%d%9d%3d%3d%5d%3d%3d%5d%3d%3d%6d%3d%3d%12s\n",safe[n],works[safe[n]][0],works[safe[n]][1],works[safe[n]][2],need[safe[n]][0],need[safe[n]][1],need[safe[n]][2],allocation[safe[n]][0],allocation[safe[n]][1],allocation[safe[n]][2],works[safe[n]][0]+allocation[safe[n]][0],works[safe[n]][1]+allocation[safe[n]][1],works[safe[n]][2]+allocation[safe[n]][2],finish[n]);
    line();
}

int check()    //安全性算法
{
    printf("开始执行安全性算法……\n");
    for (m=0;m<3;m++)    //数组work和finish初始化
        work[m]=available[m];
    for (n=0;n<5;n++)
    {
        finish[n]="false";
        safe[n]=0;
    }
    k=0;
    for (m=0;m<5;m++)
        for (n=0;n<5;n++)
            if(strcmp(finish[n],"false")==0 && need[n][0]<=work[0] && need[n][1]<=work[1] && need[n][2]<=work[2])   //查找可以分配资源但尚未分配到资源的进程
            {
                safe[k]=n;  //以数组safe[k]记下各个进程得到分配的资源的顺序
                works[safe[k]][0]=work[0];
                works[safe[k]][1]=work[1];
                works[safe[k]][2]=work[2];
                work[0]+=allocation[n][0];   //进程执行后释放出分配给它的资源
                work[1]+=allocation[n][1];
                work[2]+=allocation[n][2];
                finish[n]="ture"; //finish[n]变为1以示该进程完成本次分
                k++;
            }
    for (m=0;m<5;m++)  //判断是否所有进程分配资源完成
    {
        if (strcmp(finish[m],"false")==0)
        {
            printf("找不到安全序列，系统处于不安全状态。\n");
            return 0;    //找不到安全序列，结束check函数，返回0
        }
        else
            if (m==4)     //此处m=4表示所有数组finish的所有元素都为ture
            {
                printf("找到安全序列P%d->P%d->P%d->P%d->P%d，系统是安全的\n",safe[0],safe[1],safe[2],safe[3],safe[4]);
                flag=1;
                outputsafe();     //输出安全序列的资源分配表
            }
    }
    return 1;
}
